Cuộc đua tìm kháng thể ngăn chặn COVID-19

Tuy nhiên, trước tiên, Crowe và những nhà nghiên cứu khác cần tìm ra các kháng thể đơn dòng mạnh chống lại SARS-CoV-2. Thông thường phải có độ trễ lên tới mất vài tuần trước khi các tế bào B của người bị nhiễm bệnh bắt đầu tạo ra kháng thể.

Nhóm của Crowe, một trong bốn nhóm được Cơ quan Dự án Nghiên cứu Quốc phòng Tiên tiến (DARPA) tài trợ để tìm ra các kháng thể đơn dòng để chữa các bệnh dịch lây nhiễm mới nổi, đã tìm kiếm những người đầu tiên ở Mỹ bị nhiễm SARS-CoV-2, bao gồm cả Dr. X.

Sau đó, nhóm nghiên cứu đã phân lập các tế bào B sản xuất kháng thể từ các tình nguyện viên của họ và sử dụng protein gai, liên kết với một hạt từ, làm mồi để tạo ra kháng thể trung hòa chống lại SARS-CoV-2.

Khi họ bắt đầu lấy mẫu máu của Dr. X - khoảng 6 tuần sau khi cô bị nhiễm bệnh, những tế bào B đặc hiệu đó rất mờ nhạt. Trên đường đến sân bay vào sáng chủ nhật để bay về nhà từ Columbia, Dr. X ghé qua phòng thí nghiệm để lấy máu lần nữa và cuối cùng họ đã gặp may.

Một nhóm thứ hai cũng nhận được tài trợ của DARPA là nhóm AbCellera Biologics của Canada. Để phân lập các tế bào B đơn lẻ, nhóm AbCellera đặt các bản sao của protein gai này trong 200.000 khoang chứa đầy dịch, trong một thiết bị có kích thước bằng chiếc thẻ tín dụng.

Từ máu của một trường hợp mắc Covid-19 nặng đầu tiên của Mỹ tại Seattle, AbCellera ban đầu tìm thấy 500 kháng thể là “ứng cử viên” chống lại protein gai. Công ty đã lọc lấy 24 “ứng viên”, họ lựa chọn những kháng thể giữ được hình dạng khi sản xuất hàng loạt và gắn bền nhất với protein virus.

Regeneron cũng đã lấy máu ở những người phục hồi từ Covid-19, nhưng họ cũng đang thử một chiến lược thay thế: tiêm protein gai vào những con chuột mang gene người để sản xuất kháng thể. 

Christos Kyratsous, phó chủ tịch nghiên cứu của Regeneron cho biết: “Từ một hỗn hợp các kháng thể có nguồn gốc từ người và chuột, họ có kế hoạch chọn hai loại có thể trung hòa các biến thể SARS-CoV-2 ở phạm vi lớn”.  Regeneron đang nhắm đến một cặp kháng thể liên kết với các vị trí không chồng lấp trên protein gai. Hỗn hợp kháng thể này đem đến sự an toàn chống lại sự xuất hiện của các chủng SARS-CoV-2 đột biến. Ông Keith Kyratsous nói:“Tỷ lệ cả hai vị trí (trên protein spike) thay đổi cùng một lúc là rất hiếm”.

Mặc dù Regeneron đã thiết kế một loại hỗn hợp ba kháng thể để chữa trị Ebola nhưng sau đó đã giới hạn lại vì càng nhiều kháng thể cần thiết, các vấn đề sản xuất càng khó khăn và giá càng cao.

Còn ở hãng AstraZeneca, ngoài việc sàng lọc máu từ các bệnh nhân đã hồi phục và những con chuột được tiêm protein gai, các nhà nghiên cứu còn đang sàng lọc thông qua một thư viện lớn các kháng thể cơ bản, ngẫu nhiên được tạo ra bằng một phương pháp liên quan đến virus gọi là phage. Hầu hết các nhóm nghiên cứu cho rằng các kháng thể hiệu quả phải nhắm mục tiêu RBD (miền liên kết với thụ thể).

Nhưng Mark Esser, Phó chủ tịch AstraZeneca nói, “chúng tôi đã tìm thấy các kháng thể thú vị liên kết với các phần khác của protein gai”. Mene Pangalos, Phó chủ tịch điều hành R&D của AstraZeneca, các công ty có thể kết hợp với nhau để nghiên cứu tạo ra một hỗn hợp nhiều kháng thể.

Giả lập cho kháng thể

Các nhóm nghiên cứu cũng đang tìm kiếm manh mối từ các bệnh coronavirus như hội chứng hô hấp cấp tính nặng (SARS) và hội chứng hô hấp Trung Đông. Hãng Vir Biotechnology đã tìm thấy một kháng thể trong một người hồi phục sau khi bị SARS từ năm 2003 có thể giúp cơ thể vô hiệu hóa SARS-CoV-2.

Kháng thể này liên kết với một khu vực của RBD được bảo tồn rất cao giữa hai coronavirus, các nhà nghiên cứu này báo cáo trong một bản thảo được đăng trực tuyến trên cơ sở dữ liệu bioRxiv vào ngày 9 tháng 4. Công ty tiếp tục sửa đổi kháng thể để làm cho nó mạnh hơn.

Một sửa đổi làm chậm sự thoái biến kháng thể, giúp nó tồn tại và giữ hiệu quả lâu hơn; một sửa đổi khác gọi là hiệu ứng vaccine, trong đó tập trung các tế bào T (một nhánh khác của hệ thống miễn dịch), giúp tiêu diệt các tế bào bị nhiễm bệnh.

Jacob Glanville, một nhà miễn dịch học và nhà khoa học máy tính điều hành Distributed Bio đã thiết kế kháng thể trung hòa cho SARS-CoV-2 trên máy tính, dựa trên các trình tự và cấu trúc di truyền đã biết để ngăn chặn virus SARS trong tế bào và thậm chí cả chuột.

Với phần mềm mô hình hóa phân tử, Glanville đã biến các kháng thể của virus SARS thành hàng tỷ biến thể. Và cũng sử dụng các phage, nhóm của Glanville đã tạo ra một thư viện kháng thể lớn và có thể hoạt động. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã sắp xếp các kháng thể được dự đoán sẽ liên kết với gai protein của SARS-CoV-2, xác định 50 loại kháng thể mà họ đang thử nghiệm in vitro. Họ hy vọng sẽ chọn được 13 “ứng viên” tốt nhất.

Gánh nặng của sự lựa chọn

Với rất nhiều kháng thể đơn dòng Covid-19 đang được phát triển, Làm sao chọn được cái nào thực sự là tốt nhất?. Hiệp hội Miễn dịch trị liệu coronavirus do cô lãnh đạo, được Quỹ Bill & Melinda Gates tài trợ 1,7 triệu USD, đang tổ chức một cuộc đánh giá song song quy mô lớn về các kháng thể đơn dòng ứng viên trong các nghiên cứu in vitro để đánh giá khả năng ngăn chặn virus lây nhiễm trên tế bào người. Hiệp hội cũng có kế hoạch so sánh các ứng viên chính trong các mô hình động vật, nhưng cần rất nhiều kinh phí cho những nỗ lực tốn kém đó.

Về lâu dài, một loại vaccine Covid-19 hiệu quả có thể loại bỏ nhu cầu toàn cầu về kháng thể đơn dòng SARS-CoV-2. Nhưng Pangalos nói rằng không hề gì. “Đó vẫn sẽ là một điều tuyệt vời”, ông nhấn mạnh, rằng AstraZeneca đã không bắt đầu dự án này vì lý do kinh doanh. “Điều quan trọng đối với tất cả chúng ta là giải quyết đại dịch này để mọi người có thể quay trở lại cuộc sống bình thường”.

Nguồn: Khoa học & Phát triển